• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.8-13
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• 2011

본 연구에서는 대형 로켓엔진시스템의 시동 시 안정적인 유량공급을 위한 제어기 설계가 이루어졌다. 펌프, 오리피스, 제어밸브, 파이프, 인젝터 및 재생 냉각채널과 같은 엔진시스템 구성품들에 대한 동특성 모델링을 수행하였고 유량공급 제어가 가능한 밸브의 구동신호를 조절 가능한 PID 제어기를 설계하였다. 시동 시 안정적인 유량공급을 위하여 실험을 통해 얻은 밸브의 적정 개도율을 적용시켰으며, 이를 기준으로 하여 제어밸브의 작동신호를 조절하여 유량비를 제어하였다. 시뮬레이션 한 결과 제어기를 통해 시동 시 정상추력까지 유량공급을 제어 하는 방법이 적절함을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.10-17
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• 2007

자동차 미끄럼방지 장치의 최적 제어를 위해서는 유압 모듈레이터 특히, 솔레노이드 밸브에 대한 정확한 동특성 해석이 필요하다. 그러나, 현재까지 진행된 대부분의 연구들은 솔레노이드 밸브 자체만을 고려하였기 때문에 실제 자동차 미끄럼방지 장치에 제한적으로 적용되었다. 본 연구에서는 유압 모듈레이터에 작용하는 압력을 고려한 솔레노이드 밸브의 동특성 해석을 위하여 실험과 이론 해석을 실시하였다. 작동 압력이 솔레노이드 밸브의 동특성에 끼치는 영향을 정량적으로 해석하였고 설계인자를 변화시키면서 성능향상 방안을 제안하였다. 따라서, 본 연구에서 수행한 솔레노이드 밸브 동특성 해석결과는 자동차 미끄럼방지 장치의 최적 제어 기준으로 활용할 수 있을 것이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권12호
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• pp.1607-1612
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• 2011

본 논문에서는 솔레노이드 밸브의 동특성 분석 후, 적분기가 추가된 LQG/LTR 제어기를 설계한다. 솔레노이드 밸브의 동특성은 백색잡음 입력 신호에 대한 출력응답을 측정하여 얻은 주파수 응답과 커브피팅을 통해 규명된다. 본 논문에서 적분기가 추가된 LQG/LTR 제어의 목적은 시스템의 응답성을 향상시킬 뿐만 아니라 복잡한 입력신호에 대한 추종 능력도 향상시키는 것이다. 마지막으로 실험을 통해 제어기의 성능이 검증되며, 성능이 향상되었음을 확인할 수 있다.

• 항공우주기술
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• 제5권2호
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• pp.126-133
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• 2006

본 논문에서는 제어밸브에 대한 유공압적, 기계적, 전기적 부분에 대하여 전반적인 기술적인 사항 및 설계 기술들을 다루었다. 특히 제어밸브를 이용한 시험으로부터 도출하기 어려운 많은 요소의 동특성을 시스템 모사코드인 AMESim을 이용하여 예측해보았고, 일반적인 물리적 동특성도 또한 실제 시험결과와 비교 검토하였다. 또한 제어밸브의 단품 상태에서의 동특성 외에 시스템 연계 상황에서의 특성도 예측하고자 하였고, 이를 근간으로 하여 발사체 엔진 추진제공급시스템의 제어 관련 분야에 응용하였다.

• 항공우주기술
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• 제7권2호
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• pp.162-169
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• 2008

추력제어를 목적으로 제작된 제어밸브를 AMESim 시뮬레이터를 통해 모델링을 수행했다. 제어밸브와 유사하게 모델링하여 여러 물리적인 동특성을 시뮬레이션을 통해 예측했다. BLDC 모터를 이용하는 제어밸브 제어를 위하여 속도제어기법을 제안했으며, 시뮬레이션 및 시험을 통해 그 성능을 증명했다. 제어밸브에 대한 2차 필터(Pre-Filters)를 사용하여 적절한 안정성 이득을 확보했다. BLDC 모터의 속도제어 기법을 이용하는 제어밸브는 PI 게인 스케줄링 기법 보다 시스템 활용 시 용이하고, 유량제어 시험결과를 통해 시스템에 적용 가능성을 시사했다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.3821-3826
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• 2014

본 논문에서는 자동차용 솔레노이드 밸브의 전자장 해석 기반의 동특성 해석 모델을 통하여 성능을 향상시키는 방법을 제안한다. 종래의 솔레노이드 밸브의 요크와 플런저의 형상 최적설계를 통하여 저전류 고추력의 고성능 솔레노이드 모델을 도출하였다. 동특성 해석을 수행하기 위해 솔레노이드 밸브의 입력 전류 패턴을 분석하고, 이를 통해 밸브의 개폐시 속도, 추력 정보를 해석하였다. 입력 전류 패턴을 출력하는 제어로직의 회로모델과 스프링 및 댐핑 등을 고려할 수 있는 솔레노이드 밸브의 전자장 해석모델의 연동해석기반을 제안하여 입력전류 패턴의 변화가 밸브 동특성에 주는 영향을 분석할 수 있었다. 마지막으로 종래모델과 최적모델의 동특성 해석을 통하여 최적설계 모델의 성능이 개선됨을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.731-736
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• 2011

우주발사체 추진기관 공급계에서 공압구동용 솔레노이드밸브는 제어시시템의 명령이 주어지면 구동가스 배관의 통로를 개폐해서 공압제어장치를 작동시킨다. 공압구동용 솔레노이드밸브의 제작에 앞서 설계검증 및 기본적인 작동특성을 분석하기 위해 AMESim 상용코드를 이용하여 해석모델을 수립하였다. 입구압력에 따른 작동시간을 시험결과와 비교하여 모델을 검증하였고 내부유동 해석결과 (FLUENT)를 이용하여 3차원 형상을 고려하여 모델의 정확도를 높였다. 밸브모델을 이용하여 다양한 설계변수에 따른 밸브의 개폐압력, 작동시간을 계산하여 설계인자 검증 및 작동성능을 분석하였다. 설계변수인 컨트롤밸브의 시트 형상, 주 밸브와 배출밸브의 시트 형상, 실링 직경비, 컨트롤 캐비티부피에 대해 밸브의 동특성 해석을 수행하였다. 해석을 통해 밸브 개폐작동시간, 작동성능, 개방압력을 예상하였다. 본 연구 결과는 한국형발사체 공급계 공압구동용 솔레노이드밸브의 설계/해석능력을 확보하고 밸브의 개발과정에서 효율성을 높일 수 있으며 파생형 밸브의 설계 및 선행연구에 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권9호
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• pp.3869-3875
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• 2012

본 연구에서는 유압이 작용하는 유압 모듈레이터의 솔레노이드 밸브에 대한 동특성을 실험과 수학적 방법을 이용하여 해석하였다. 마스터 실린더에 작용하는 유압이 솔레노이드 밸브 동특성에 미치는 영향을 해석하였다. 유압장치에서 수격 압력은 소음과 진동 등과 같은 악 영향을 유발하게 된다. 이 수격 압력을 축소시키기 위하여 20kHz 대역의 고속 PWM 제어 방법을 도입하였다. 한편으로, 본 해석을 통하여 자동차 총합자세제어장치에서 발생되는 전자력과 유압 특성을 제안할 수 있었다. 결론적으로, 솔레노이드 밸브의 동특성 해석을 통하여 자동차 전자식 안정화 장치에 대한 제어 기준으로 활용할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권7호
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• pp.797-803
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• 2012

비례솔레노이드밸브는 코일전류에 비례하는 전자기력을 이용하여 밸브 변위를 연속적으로 가변시키는 밸브이다. 대용량 비례유량제어밸브는 발전소나 화학 플랜트에서 물, 스팀, 가스 등과 같은 공정유체의 대용량 유량제어에 사용되며 공압이나 모터를 이용하는 밸브에 비하여 우수한 응답성능과 소형화의 장점을 가진다. 본 연구에서는 비례제어밸브를 대상으로 밸브의 동적 특성을 식별한 후 목표 성능이 만족되도록 위치제어기의 비례적분이득을 자동으로 조정하는 기능을 설계하였다. 동특성 식별은 릴레이 피드백을 통하여 한계 안정 상태에서의 임계이득과 임계주기로 파악하였으며, 비례적분이득 결정에는 Ziegler-Nichols 방법을 적용하였다. 구현된 기능은 시험을 통하여 성능을 검증하였으며 밸브 작동점과 릴레이 제어기 변수가 자동조정에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권2호
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• pp.128-134
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• 2013

우주발사체 추진기관 공급계에서 2-way 솔레노이드밸브는 제어시스템의 명령에 의해 추진제 탱크를 가압하여 탱크내의 압력을 조절한다. 가압용 솔레노이드밸브의 제작에 앞서 설계검증 및 기본적인 작동특성을 분석하기 위해 AMESim상용코드를 이용하여 해석모델을 수립하였다. FLUENT 상용코드를 이용하여 내부유동해석을 수행하여해 해석의 정확도를 높이고, 모델을 검증하기 위해 동특성 해석을 통해 입구압력에 따른 작동시간을 시험결과와 비교하였고 잘 일치함을 확인하였다. 또한 해석 모델을 이용하여 컨트롤밸브와 기본밸브의 설계변수에 대한 밸브의 동특성 해석을 수행하였다. 해석을 통해 기본밸브의 시트형상과 직경비에 따른 밸브의 작동시간, 작동성능, 개폐압력을 예상하였다.